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JP2713031B2 - Rare earth doped multi-core fiber and optical amplifier using the same - Google Patents

Rare earth doped multi-core fiber and optical amplifier using the same

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JP2713031B2
JP2713031B2 JP4190892A JP19089292A JP2713031B2 JP 2713031 B2 JP2713031 B2 JP 2713031B2 JP 4190892 A JP4190892 A JP 4190892A JP 19089292 A JP19089292 A JP 19089292A JP 2713031 B2 JP2713031 B2 JP 2713031B2
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Japan
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earth element
rare
core
cores
core fiber
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克之 井本
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Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、低屈折率のクラッド内
にEr、Naなどの希土類元素を含んだコアを複数個設
けた希土類元素添加マルチコアファイバ及びそれを用い
た光増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rare earth element-doped multi-core fiber in which a plurality of cores containing a rare earth element such as Er and Na are provided in a cladding having a low refractive index and an optical amplifier using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ファイバのコア内にEr(エル
ビウム),Nd(ネオジム),Pr(プラセオジム)な
どの希土類元素を添加し、その光ファイバに、添加した
希土類元素に固有の吸収特性をもつ励起光を励起するこ
とによって、信号光を増幅する光ファイバ増幅器の研究
開発が活発化してきた。
2. Description of the Related Art In recent years, rare earth elements such as Er (erbium), Nd (neodymium), and Pr (praseodymium) have been added to the core of an optical fiber, and the optical fiber has an absorption characteristic inherent to the added rare earth element. Research and development of optical fiber amplifiers that amplify signal light by pumping the pumping light have been activated.

【0003】図12は、従来の光ファイバ増幅器の構成
例を示したものである。
FIG. 12 shows a configuration example of a conventional optical fiber amplifier.

【0004】これは、波長1.5μm帯の信号光を矢印
20,21に示すようErを添加した光ファイバ22の
コア内を伝搬させると共に、その途中から光方向性結合
器23を介して波長1.47μm(あるいは0.98μ
m)の励起用半導体レーザ24を駆動回路25で駆動し
て、その励起光も光ファイバ22に伝搬させることによ
り、反転分布状態を実現し、それにより上記信号光を数
百倍から1万倍程度に増幅する作用をもったものであ
る。出力側の光方向性結合器23は増幅された信号光の
中に含まれる励起用半導体レーザの光を除去するための
機能をもったものである。
[0004] This is because the signal light in the 1.5 μm wavelength band propagates through the core of the optical fiber 22 doped with Er as shown by arrows 20 and 21, and the wavelength of the signal light passes through the optical directional coupler 23 from the middle. 1.47 μm (or 0.98 μm
m) is driven by the drive circuit 25 by the drive circuit 25, and the pump light is also propagated through the optical fiber 22, thereby realizing a population inversion state, whereby the signal light is increased several hundred times to 10,000 times. It has the effect of amplifying to the extent. The optical directional coupler 23 on the output side has a function for removing the light of the pumping semiconductor laser included in the amplified signal light.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光ファイバ増幅器には次のような解決しなければならな
い課題が残されている。
However, the conventional optical fiber amplifier has the following problems to be solved.

【0006】(1) コア内へ入射する信号光の電力が+1
0dBm以上になると増幅度が急激に低下してくる。す
なわち出力側に大きな光電力を得ることが難しい。
(1) The power of the signal light entering the core is +1
When it becomes 0 dBm or more, the amplification degree sharply decreases. That is, it is difficult to obtain a large optical power on the output side.

【0007】(2) 従って、信号光を数十以上に分配する
いわゆる分配システムを実現することが難しい。
(2) Therefore, it is difficult to realize a so-called distribution system for distributing signal light to several tens or more.

【0008】(3) コア内へ入射した励起光は効率良く増
幅器用として寄与せず、かなりの励起光が出力側の光方
向性結合器より排出され、不経済である。
(3) The pumping light that has entered the core does not efficiently contribute to the amplifier, and considerable pumping light is emitted from the output side directional coupler, which is uneconomical.

【0009】そこで、本発明の目的は、前記した従来技
術の欠点を解消し、電力増幅が行え、結果的に電力伝送
及び分配伝送システムを実現できると共に励起光を効率
よく使える希土類添加マルチコアファイバ及びそれを用
いた光増幅器を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, perform power amplification, and consequently realize a power transmission and distribution transmission system, and use a rare earth-doped multi-core fiber that can efficiently use pump light. It is to provide an optical amplifier using the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、低屈折率のクラッド内に、希土類元素を含
んだ高屈折率のコアを複数個設けた希土類元素添加マル
チコアファイバを用い、上記それぞれのコア内の希土類
元素の添加量及び屈折率の値、さらには希土類元素の種
類を異ならせ、また上記コアの集団の外周にクラッドの
屈折率よりも低い低屈折率層を設け、さらに上記ファイ
バ内に励起光を伝送させるようにした光ファイバ増幅器
を提供することにある。
In order to achieve the above object, the present invention uses a rare earth element-doped multi-core fiber in which a plurality of high refractive index cores containing a rare earth element are provided in a low refractive index cladding. The value of the added amount and refractive index of the rare earth element in each of the cores, and further, the types of the rare earth elements are different, and a low refractive index layer lower than the refractive index of the clad is provided on the outer periphery of the core group, It is still another object of the present invention to provide an optical fiber amplifier that transmits pump light in the fiber.

【0011】すなわち第1の発明は、低屈折率のクラッ
ド内に、希土類元素を含んだ高屈折率のコアを複数個設
け、該それぞれのコアの中の少なくとも1つは希土類元
素の添加量が異なっていることを特徴とする希土類元素
添加マルチコアファイバである。
That is, in the first invention, a plurality of high-refractive-index cores containing a rare-earth element are provided in a low-refractive-index cladding, and at least one of the cores has a rare-earth element-added amount. It is a rare earth element-doped multi-core fiber characterized by being different.

【0012】第2の発明は、低屈折率のクラッド内に、
希土類元素を含んだ高屈折率のコアを複数個設け、該そ
れぞれのコアの中の少なくとも1つは屈折率の値が異な
っていることを特徴とする希土類元素添加マルチコアフ
ァイバである。
[0012] A second aspect of the present invention is that a clad having a low refractive index has
A rare-earth element-doped multi-core fiber characterized in that a plurality of cores having a high refractive index containing a rare earth element are provided, and at least one of the cores has a different refractive index value.

【0013】第3の発明は、低屈折率のクラッド内に、
希土類元素を含んだ高屈折率のコアを複数個クラッドの
中央部付近に集中させて分布させ、そのコアの集中して
いる領域の外周にクラッドの屈折率よりも低い値をもつ
リング状の低屈折率層を設けたことを特徴とする希土類
元素添加マルチコアファイバである。
[0013] A third aspect of the present invention is that a clad having a low refractive index has
A plurality of high refractive index cores containing rare earth elements are concentrated and distributed in the vicinity of the center of the clad, and a ring-shaped low core having a value lower than the refractive index of the clad is formed around the area where the core is concentrated. This is a rare earth element-doped multi-core fiber provided with a refractive index layer.

【0014】第4の発明は、第3項において、コアの中
の少なくとも1つは希土類元素の添加量が異なっている
ことを特徴とする希土類元素添加マルチコアファイバで
ある。
According to a fourth aspect, in the third aspect, there is provided the rare-earth element-doped multi-core fiber, wherein at least one of the cores has a different amount of the rare-earth element added.

【0015】第5の発明は、第3項において、コアの中
の少なくとも1つは屈折率の値が異なっていることを特
徴とする希土類元素添加マルチコアファイバである。
A fifth aspect of the present invention is the rare-earth element-doped multi-core fiber according to the third aspect, wherein at least one of the cores has a different refractive index value.

【0016】第6の発明は、低屈折率のクラッド内に、
希土類元素を含んだ高屈折率のコアを複数個設け、該そ
れぞれのコアの中の少なくとも1つはその形状が異なっ
ていることを特徴とする希土類元素添加マルチコアファ
イバである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the clad having a low refractive index,
A rare earth element-doped multi-core fiber characterized in that a plurality of cores having a high refractive index containing a rare earth element are provided, and at least one of the cores has a different shape.

【0017】第7の発明は、第2項において、希土類元
素添加マルチコアファイバの中心のコアの屈折率が一番
高い値を有していることを特徴とする希土類元素添加マ
ルチコアファイバである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the rare-earth-element-doped multi-core fiber according to the second aspect, wherein the core at the center of the rare-earth-element-doped multi-core fiber has the highest value.

【0018】第8の発明は、第1〜7項において、それ
ぞれのコアは接触していることを特徴とする希土類元素
添加マルチコアファイバである。
An eighth invention is the rare-earth-element-doped multi-core fiber according to any one of the first to seventh aspects, wherein the respective cores are in contact with each other.

【0019】第9の発明は、第1〜7項において、それ
ぞれのコアの外周を低屈折率の被覆用クラッドで被覆さ
れていることを特徴とする希土類元素添加マルチコアフ
ァイバである。
A ninth invention is the rare-earth element-doped multi-core fiber according to any one of the first to seventh aspects, wherein the outer periphery of each core is coated with a cladding for coating having a low refractive index.

【0020】第10の発明は、クラッド及びコアを、そ
の入力側から出力側に向けてテーパ状に大口径化させた
ことを特徴とする第1〜9項記載の希土類元素添加マル
チコアファイバである。
A tenth aspect of the present invention is the rare earth element-doped multi-core fiber according to any one of the first to ninth aspects, wherein the cladding and the core are tapered from the input side to the output side so as to have a large diameter. .

【0021】第11の発明は、第1〜9項記載の希土類
元素添加マルチコアファイバの長手方向に沿ってその外
径が太い径からテーパ状に細くなり、伝搬モードを結合
させた細径部を経て、再びテーパ状に太くなるように構
成された希土類元素添加マルチコアファイバである。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a rare-earth element-doped multi-core fiber according to any one of the first to ninth aspects, wherein the outer diameter of the multi-core fiber is reduced from a large diameter to a tapered shape along the longitudinal direction, and This is a rare-earth-element-doped multi-core fiber that is formed so as to be tapered again.

【0022】第12の発明は、入力側は第1〜9項記載
の希土類元素添加マルチコアファイバであり、入力側か
ら出力側に進むにつれてそれぞれのコアがそれぞれの円
形状のクラッド内に設けられた構造に変換された構造の
入力側が一つで、出力側がマルチコアの数だけでの希土
類元素添加ファイバからなる光分配用1入力N出力(N
>2)のカプラである。
According to a twelfth aspect, the input side is the rare earth element-doped multi-core fiber according to any one of the first to ninth aspects, and each core is provided in each circular clad as it proceeds from the input side to the output side. The structure converted into a structure has one input side, and the output side has one input N output (N
> 2).

【0023】第13の発明は、第1〜11項記載のの希
土類元素添加マルチコアファイバの入力側に光分波器を
接続して信号光と励起光を上記ファイバ内へ伝搬させ、
出力側に光スターカプラを接続して信号光を分配させる
ようにしたことを特徴とする光分配用光ファイバ増幅器
である。
According to a thirteenth aspect, an optical demultiplexer is connected to the input side of the rare earth element-doped multi-core fiber according to any one of the first to eleventh aspects, so that signal light and pump light are propagated into the fiber.
An optical fiber amplifier for optical distribution, characterized in that an optical star coupler is connected to an output side to distribute signal light.

【0024】[0024]

【作用】第1の発明のように、複数個設けたコアの個数
をN個とすると、クラッド内のコアの数量が従来に比べ
てN倍に増えている。従って、信号光の電力が+10d
Bm以上になっても増幅度の低下はなく、大きく増幅さ
れた光電力を出力側に得ることができる。しかも、N個
で構成したマルチコア集合体の中の中心部のコアの希土
類元素の添加量を最も多くし、中心から上記集合体の外
周に離れるにつれて希土類元素の添加量を少なくするよ
うに構成すれば、光ファイバ内を伝搬する励起光の光電
力が最大領域に希土類元素の添加量が最も多く、励起光
の光電力が弱い領域では希土類元素の添加量が少ないの
で、励起光は効率良く光増幅器用として寄与し、結果的
に大電力増幅を実現することができる。
When the number of cores provided is N as in the first invention, the number of cores in the clad is increased N times as compared with the conventional case. Therefore, the power of the signal light is + 10d
Even if it becomes Bm or more, the amplification degree does not decrease and a large amplified optical power can be obtained at the output side. In addition, the configuration is such that the addition amount of the rare earth element in the core at the center of the multicore assembly composed of N is the largest, and the addition amount of the rare earth element is reduced as the distance from the center to the outer periphery of the assembly increases. For example, the amount of the rare earth element added is the largest in the region where the optical power of the pump light propagating in the optical fiber is maximum, and the amount of the rare earth element is small in the region where the optical power of the pump light is weak. It contributes to the amplifier, and as a result, high power amplification can be realized.

【0025】第2の発明のように、それぞれのコアの少
なくとも1つはその屈折率を異ならせた構成にしたこと
を特徴としているので、たとえば、第7の発明のよう
に、N個で構成されたマルチコア集合体の中の中心部の
コアの屈折率を一番高くし、中心から上記集合体の外周
に離れるにつれてコアの屈折率を少し低くすることによ
り、励起光および信号光のマルチコア内への閉じ込めを
強くすることができる。これよにより、励起光が効率良
く光増幅器用として寄与し、大電力増幅を実現すること
ができる。
As in the second invention, at least one of the cores is characterized by having a different refractive index. Therefore, for example, as in the seventh invention, the core is composed of N pieces. By increasing the refractive index of the core at the center in the multi-core assembly that has been made the highest, and slightly lowering the refractive index of the core as the distance from the center to the outer periphery of the assembly increases, Can be strengthened. Thus, the pump light efficiently contributes to the optical amplifier, and high power amplification can be realized.

【0026】第3の発明のように、N個で構成したマル
チコア集合体の外周をクラッドの屈折率よりも低い値を
もつリング状の低屈折率層で覆うことにより、励起光お
よび信号光のマルチコア内へさらに強く閉じ込めること
ができ、より大電力増幅を実現することができる。
As in the third aspect of the present invention, by covering the outer periphery of the N-piece multi-core assembly with a ring-shaped low refractive index layer having a value lower than the refractive index of the cladding, the excitation light and the signal light are separated. It can be more strongly confined within the multi-core, and higher power amplification can be realized.

【0027】第4および第5の発明によれば、マルチコ
アの内への励起光および信号光の閉じ込めがさらに増
し、かつ、励起光の光電力分布に応じた希土類元素の添
加量分布を持たせることにより、励起光効率を大幅に向
上させることができる。
According to the fourth and fifth aspects, the confinement of the pump light and the signal light in the multi-core is further increased, and the distribution of the added amount of the rare-earth element according to the light power distribution of the pump light is provided. Thereby, the excitation light efficiency can be greatly improved.

【0028】第6の発明によれば、N個で構成したマル
チコア集合体の中のそれぞれのコアの中の少なくとも1
つはその形状を異ならせたものであり、たとえば、マル
チコア集合体の中心のコア径を一番大きくし、その外周
にコア径の小さなコアを配置させれば、上記マルチコア
集合体を密集したほぼ円形状のマルチコア集合体を構成
することができる。すなわち、コア間のすき間でを非常
に少なくすることにより、励起光および信号光をそれぞ
れのコア内に効率良く閉じ込めて伝搬させることができ
るようになる。
According to the sixth aspect, at least one of the cores in the multi-core aggregate composed of N pieces
One is that the shape is different, for example, if the core diameter of the center of the multi-core assembly is the largest and a core with a small core diameter is arranged on the outer periphery, the multi-core assembly is almost densely packed. A circular multi-core assembly can be formed. That is, by greatly reducing the gap between the cores, the pump light and the signal light can be efficiently confined and propagated in the respective cores.

【0029】第8の発明によれば、N個で構成したマル
チコア集合体内のそれぞれのコアを接触させて配置する
ことにより、信号光および励起光をコア内に効率良く閉
じ込めて伝搬させることができ、信号光の伝搬損失を低
く、かつ励起光を効率良くエネルギー変換し、信号光の
大電力増幅に寄与させることができる。
According to the eighth aspect, the signal light and the pump light can be efficiently confined and propagated in the core by arranging the respective cores in the multi-core aggregate composed of N pieces in contact with each other. In addition, it is possible to reduce the propagation loss of the signal light, efficiently convert the energy of the pump light, and contribute to the high power amplification of the signal light.

【0030】第9の発明によれば、それぞれのコアの外
周を低屈折率の被覆用クラッドで被覆することにより、
それぞれのコア内への光の閉じ込めが強くなり、また被
覆用クラッドとクラッドとの界面不整による散乱損失の
低減を図ることができる。
According to the ninth aspect, by coating the outer periphery of each core with a cladding for coating having a low refractive index,
Light confinement in each core is enhanced, and scattering loss due to irregularity in the interface between the cladding for cladding and the cladding can be reduced.

【0031】第10の発明によれば、入力側から出力側
に向けてテーパ状に火口径化した構造のテーパ型希土類
元素添加マルチコアファイバとすることにより、出力側
から反射した光を入力側に戻ってくるのを抑圧すること
ができる。すなわち、光アイソレータ機能をもつので、
光ファイバ増幅器を構成する上で極めて有利なファイバ
構造である。
According to the tenth aspect, the light reflected from the output side is reflected on the input side by forming the tapered rare earth element-doped multi-core fiber having a structure in which the crater diameter is tapered from the input side to the output side. You can suppress returning. That is, since it has an optical isolator function,
This is a very advantageous fiber structure for constituting an optical fiber amplifier.

【0032】第11の発明によれば、光ファイバの長手
方向に沿って大口径からテーパ状に細くなり細径部を経
て再びテーパ状に大口径とすることにより、これ自身で
N入力N出力の光スターカプラを構成することができ
る。しかも励起光を伝搬させることにより、光増幅機能
をもたせることができる。
According to the eleventh aspect, the optical fiber narrows in a tapered shape from a large diameter along the longitudinal direction, and is again tapered to a large diameter through a small-diameter portion. Of the optical star coupler can be configured. Moreover, by propagating the excitation light, an optical amplification function can be provided.

【0033】第12の発明によれば、1入力N出力の光
増幅機能をもった光スターカプラを実現することができ
る。
According to the twelfth aspect, it is possible to realize an optical star coupler having a 1-input N-output optical amplification function.

【0034】第13の発明によれば、高利得に増幅され
た信号光をたくさんの端末側へ電力分配するシステムを
より経済的かつ簡易構成で実現することができる。
According to the thirteenth aspect, a system for distributing power of a signal light amplified to a high gain to many terminals can be realized with a more economical and simple configuration.

【0035】[0035]

【発明の実施例】図1は本発明の第1実施例を示すもの
である。これは、低屈折率nC1のクラッド3内に希土類
元素を含んだ屈折率nw (nw >nC1)のコアが2−1
〜2−9のように9個配置された希土類元素添加マルチ
コアファイバ1を示したものである。同図(a)は、そ
のファイバ1の正面図、(b)はそのファイバ1の側面
図すなわち端面図を示したものである。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. This is because a core having a refractive index n w (n w > n C1 ) containing a rare earth element in the cladding 3 having a low refractive index n C1 is 2-1.
9 shows a rare-earth-element-doped multi-core fiber 1 in which nine fibers are arranged as shown in FIGS. FIG. 2A is a front view of the fiber 1 and FIG. 2B is a side view, that is, an end view of the fiber 1.

【0036】希土類元素としてはEr(エルビウム)以
外に、Nd(ネオジム),Pr(プラセオジム),Sm
(サマリウム),Tm(ツリウム),Yb(イッテルビ
ウム),Ce(セリウム),Ho(ホルミウム)などを
少なくとも1種含んだものを用いることができる。また
これらコア2はSiO2 系を主成分としたガラスで構成
され、希土類元素以外に、屈折率制御用添加物として
P,Ge,Al,Crなどを少なくとも1種含んだもの
を用いる。クラッド3はSiO2 あるいはSiO2
F,B,Pなどの屈折率制御用添加物を少なくとも1種
含んだものを用いる。ここで比屈折率差Δ(=(nw
c1)÷nw ×100%)は0.数%から数%の範囲か
ら選ばれる。
As rare earth elements, besides Er (erbium), Nd (neodymium), Pr (praseodymium), Sm
(Samarium), Tm (thulium), Yb (ytterbium), Ce (cerium), Ho (holmium) and the like can be used. The core 2 is made of a glass mainly composed of SiO 2 and contains at least one of P, Ge, Al, Cr and the like as a refractive index control additive in addition to the rare earth element. The clad 3 is made of SiO 2 or SiO 2 containing at least one additive for controlling the refractive index, such as F, B, or P. Here, the relative refractive index difference Δ (= (n w
n c1 ) ÷ n w × 100%) is 0. It is selected from a range of several percent to several percent.

【0037】コア2の形状は円形状,あるいは楕円形
状,多角形状などのいずれの構造でもよい。直径は1μ
mから数μmの範囲が好ましいが、それぞれのコア2は
シングルモード伝送条件を満足するようにΔ及び直径が
選定される。すなわち、
The shape of the core 2 may be any of a circular shape, an elliptical shape, and a polygonal shape. 1μ diameter
Although a range of m to several μm is preferable, Δ and a diameter of each core 2 are selected so as to satisfy a single mode transmission condition. That is,

【0038】[0038]

【数1】 (Equation 1)

【0039】ただし、λ:伝送する信号光の波長 a:コア2の直径 を満足するように,a,nw ,Δの値が選定される。Here, the values of a, n w and Δ are selected so as to satisfy λ: the wavelength of the signal light to be transmitted and a: the diameter of the core 2.

【0040】また、図1の希土類元素添加マルチコアフ
ァイバ1は次のようにして作ることができる。すなわち
従来の希土類元素添加ファイバを多数本束ねて石英ガラ
ス管内に入れ、上記石英ガラス管、あるいは予め石英ガ
ラス管を融着したものを加熱源で溶融して線引きするこ
とによって得ることができる。この工程は少なくとも1
回行なわれ、回数が多い程、コア2内の希土類元素が原
子状態に近い状態で含有されることになり、これは、従
来問題になっていた希土類元素を多量に入れた場合の濃
度消光による増幅度の低下現象を回避することができる
という特長につながる。上記多数本の希土類元素添加フ
ァイバのクラッドはお互いに融着されて一体化したクラ
ッド3となる。ここで、それぞれのコア2−1〜2−9
内の希土類元素の添加量はそれぞれ異なっていてもよ
く、また一つだけ、たとえば、コア2−1内の添加量を
一番多くし、コア2−2〜2−9内の添加量はそれより
も少なくするようにしてもよい。具体例として、クラッ
ド3にSiO2 を用い、コア2−1〜2−9にはSiO
2 −P2 5 −Al2 5 ガラス中にErイオンを添の
数量として21個用い、中心のコア2−1の希土類元素
の添加量を最大とし、周辺部14に離れるにつれて希土
類元素の添加量を少しずつ減らすようにすれば、この光
ファイバ1内に励起光を伝搬させた場合、励起光の光電
力分布に応じた希土類元素添加分布に近い構成となるの
で、励起光を極めて効率良くエネルギー変換でき、高利
得の光増幅器を実現することができる。しかも、信号光
を増大していっても個々のコア内の希土類元素の添加量
は濃度消光を生じない程度の量であるので、増幅された
信号光の飽和が起こりにくい。つまり、大電力増幅を実
現することができる。また図1および図2において、そ
れぞれのコア内の屈折率を異ならせ、励起光および信号
光が光ファイバ1の中心部に集中するように選定すれ
ば、より光の閉じ込めが良くなり、大電力増幅を実現す
ることができる。
Further, the rare earth element-doped multi-core fiber 1 of FIG. 1 can be manufactured as follows. That is, it can be obtained by bundling a number of conventional rare earth element-doped fibers into a quartz glass tube, melting the above quartz glass tube or a previously fused quartz glass tube with a heating source and drawing. This step requires at least one
The rare earth element in the core 2 is contained in a state closer to the atomic state as the number of times is increased. This is caused by the concentration quenching when a large amount of the rare earth element, which has conventionally been a problem, is added. This leads to a feature that the phenomenon of a decrease in amplification degree can be avoided. The claddings of the multiple rare earth element-doped fibers are fused together to form an integrated cladding 3. Here, each core 2-1 to 2-9
The amount of the rare earth element in the core may be different, and only one, for example, the addition amount in the core 2-1 is the largest, and the addition amount in the cores 2-2 to 2-9 is the same. You may make it less than it. As a specific example, SiO 2 is used for the cladding 3 and SiO 2 is used for the cores 2-1 to 2-9.
2 -P 2 O 5 -Al 2 O 5 in the glass using 21 pieces of Er ions as the quantity of added, the addition amount of the rare earth element in the core 2-1 of the center and the maximum, of rare earth elements with distance to the peripheral portion 14 If the amount of addition is gradually reduced, when the pumping light propagates through the optical fiber 1, the structure becomes close to the rare earth element addition distribution according to the optical power distribution of the pumping light. Energy conversion can be performed well, and a high gain optical amplifier can be realized. In addition, even if the signal light is increased, the amount of the rare earth element in each core is such that the concentration quenching does not occur, so that the amplified signal light hardly saturates. That is, high power amplification can be realized. In FIGS. 1 and 2, if the refractive indices in the respective cores are made different and the pumping light and the signal light are selected so as to be concentrated at the center of the optical fiber 1, the confinement of the light becomes better and the large power Amplification can be achieved.

【0041】図3は本発明の希土類元素添加マルチコア
ファイバの第3の実施例を示したものである。これはM
個のマルチコア集合体の周辺部14にクラッド3の屈折
率nC1よりも低い値の屈折率nC2(nC2<nC1)をもつ
リング状の低屈折率層4を設けたものである。この低屈
折率層4を設けることにより、励起光および信号光のマ
ルチコア集合体内への閉じ込めが良くなり、より大電力
増幅を実現することができる。この場合にもそれぞれの
コア内の希土類元素の添加量及び屈折率の値を励起光お
よび信号光の光電力分布に対応するように選定すれば、
さらに大電力増幅を実現することができる。
FIG. 3 shows a third embodiment of the multi-core fiber doped with a rare earth element according to the present invention. This is M
A ring-shaped low-refractive-index layer 4 having a refractive index n C2 (n C2 <n C1 ) lower than the refractive index n C1 of the cladding 3 is provided in the peripheral portion 14 of the multi-core aggregate. By providing the low refractive index layer 4, the confinement of the pump light and the signal light in the multi-core assembly is improved, and higher power amplification can be realized. Also in this case, if the addition amount of the rare earth element and the value of the refractive index in each core are selected so as to correspond to the optical power distribution of the excitation light and the signal light,
Further, high power amplification can be realized.

【0042】図4は本発明の第4の実施例を示したもの
である。これは13個で構成されるマルチコア集合体内
のコアの形状を異ならせた一実施例である。この実施例
ではpmとし、コア2−2〜2−9内のErイオンの添
加量を400ppmとしたものを用いる。N個で構成し
たマルチコア集合体内の希土類元素の添加量により顕著
な分布をもたせる構成として、図2に示すように、希土
類元素を添加したコア中心のコア2−1の形状を一番大
きくし、その周辺部のコア2−2〜2−13の形状を小
さく選定されている。このような構成とすることによ
り、マルチコア集合体の外周部14をほぼ円形状に近づ
けることができ、偏光依存性が少なく、伝搬損失を低減
することができる。またこの構成でもそれぞれのコア内
の希土類元素の添加量および屈折率の値を異ならせても
よい。さらに、外周部14に、図3のごとく、低屈折率
層4を設けてもよい。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. This is an embodiment in which the shapes of the cores in the multicore assembly composed of 13 pieces are different. In this embodiment, the core is set to pm and the addition amount of Er ions in the cores 2-2 to 2-9 is set to 400 ppm. As shown in FIG. 2, the configuration of the core 2-1 at the center of the core to which the rare earth element is added is maximized, as shown in FIG. The shape of the cores 2-2 to 2-13 around the periphery is selected to be small. By adopting such a configuration, the outer peripheral portion 14 of the multi-core aggregate can be made to have a substantially circular shape, the polarization dependence is small, and the propagation loss can be reduced. Also in this configuration, the amount of the rare earth element added in each core and the value of the refractive index may be different. Further, a low refractive index layer 4 may be provided on the outer peripheral portion 14 as shown in FIG.

【0043】図5は本発明の第5の実施例を示したもの
である。これは13個のコア2−1〜2−13を一体に
合体させた構成である。この合体構造により、信号光お
よび励起光をほとんど合体コア内に伝搬させることがで
きる。そのため、今までコア間に介在していたクラッド
がなくなるため、このコア間に介在していたクラッドで
の不要な散乱がなくなり、信号光を低損失で伝搬させる
ことができる。また励起光も効率良くエネルギー変換さ
れ、信号光の大電力増幅に寄与することになる。なお、
図5において、個々のコアの形状はコアの数量によって
変わる。すなわち、コアの数量が多い程、合体した場合
の個々のコアの形状は円形に近いものになる。またコア
の数量が多い程、個々のコア内へ添加する希土類元素の
量は濃度消光を生じない範囲に抑えることができるの
で、大電力増幅がより容易となる。図6は本発明の希土
類元素添加マルチコアファイバの別の実施例を示したも
のである。これはクラッド3内にほぼ全面に希土類元素
添加コア2を分散配置させた構造である。これは大電力
増幅用以外に、N本の入力および出力ファイバ間にこれ
を挿入し、N入力N出力の大電力増幅用光スターカプラ
を実現するのに好適加したものを用いる。そして、コア
2−1内のErイオンの添加量を1000pな構造のマ
ルチコアファイバである。
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention. This is a configuration in which 13 cores 2-1 to 2-13 are united together. With this united structure, the signal light and the pumping light can be almost propagated in the united core. Therefore, the cladding that has been interposed between the cores is eliminated, and unnecessary scattering in the cladding that is interposed between the cores is eliminated, and the signal light can be propagated with low loss. Also, the pump light is efficiently converted into energy, which contributes to high power amplification of the signal light. In addition,
In FIG. 5, the shape of each core changes according to the number of cores. That is, as the number of cores increases, the shape of the individual cores when they are combined becomes closer to a circle. In addition, as the number of cores increases, the amount of rare earth element added to each core can be suppressed to a range where concentration quenching does not occur, so that high power amplification becomes easier. FIG. 6 shows another embodiment of the rare earth element-doped multi-core fiber of the present invention. This is a structure in which the rare earth element-added cores 2 are dispersed and arranged almost all over the cladding 3. For this purpose, in addition to the high power amplification, an optical fiber coupler which is inserted between N input and output fibers and which is suitably added to realize an N-input N-output high power amplification optical star coupler is used. The multi-core fiber has a structure in which the amount of Er ions in the core 2-1 is 1000 p.

【0044】図7も本発明の希土類元素添加マルチコア
ファイバの別の実施例を示したものである。これはコア
2内への光の閉じ込めを強めると共に、被覆用クラッド
4とクラッド3との界面不整による散乱損失の低減を図
るようにしたものである。
FIG. 7 also shows another embodiment of the multi-core fiber doped with a rare earth element according to the present invention. This is intended to enhance the confinement of light in the core 2 and to reduce scattering loss due to irregularity in the interface between the cladding 4 and the cladding 3.

【0045】図8は本発明の第5実施例を示したもので
ある。
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention.

【0046】本例は、コア2とクラッド3を、図8
(b)に示す入力側6から図8(c)に示す出力側7に
向けて図8(a)に示すようにテーパ状に大口径化した
構造のテーパ型希土類元素添加マルチコアファイバ5と
したものである。これにより、出力側7から反射した光
は入力側に戻ってくるのが抑圧される。すなわち光アイ
ソレータ機能をもつので、光ファイバ増幅器を構成する
上で極めて有利なファイバ構造である。
In this embodiment, the core 2 and the clad 3 are
As shown in FIG. 8A, a tapered rare earth element-doped multicore fiber 5 having a structure in which the diameter is increased from the input side 6 shown in FIG. 8B to the output side 7 shown in FIG. Things. This suppresses the light reflected from the output side 7 from returning to the input side. That is, since it has an optical isolator function, it is a very advantageous fiber structure for constituting an optical fiber amplifier.

【0047】図9は希土類元素添加マルチコアファイバ
1のシステム応用例を示したものである。
FIG. 9 shows a system application example of the rare-earth-element-doped multi-core fiber 1.

【0048】これは光分波器10を介して希土類元素添
加マルチコアファイバ1に入射する矢印8で示す信号光
を電力増幅し、その増幅した信号光を1入力M出力の1
×M型光スターカプラ11で電力分配し、それぞれの出
力側より矢印12−1,12−2,…12−Mのごとく
分配光を出力させるようにした構成である。
This is to amplify the power of the signal light indicated by the arrow 8 incident on the rare-earth element-doped multi-core fiber 1 via the optical demultiplexer 10 and to convert the amplified signal light to 1-input M output 1
The power is distributed by the × M-type optical star coupler 11, and the distributed light is output from the respective output sides as indicated by arrows 12-1, 12-2,..., 12-M.

【0049】この場合例えば、希土類元素添加マルチコ
アファイバ1にErを添加したマルチコアファイバを用
い、矢印8より入射する信号光には波長1.5μm帯を
用いる。矢印9で示す励起光には波長1.48μm(あ
るいは0.98μm)を用いる。光分波器10は、信号
光はそのまま通過させ、励起光は分波させられ、いずれ
の光も希土類元素添加マルチコアファイバ1内に入射さ
れて伝搬する。そして信号光は電力増幅され、1×M型
光スターカプラ11内へ入射される。1×M型光スター
カプラ11は上記電力増幅された信号光をM等分に分配
し、それぞれの出力側から矢印、12−1,12−2,
12−Mのごとく分配して出力される。これは前述した
ように、増幅された信号光をたくさんの端末側へ電力分
配するシステムとして有効である。
In this case, for example, a multi-core fiber obtained by adding Er to the rare-earth-element-doped multi-core fiber 1 is used, and the signal light incident from the arrow 8 uses a 1.5 μm band. A wavelength of 1.48 μm (or 0.98 μm) is used for the excitation light indicated by the arrow 9. The optical demultiplexer 10 allows the signal light to pass through as it is, demultiplexes the pump light, and makes any light enter the rare-earth element-doped multi-core fiber 1 and propagate. Then, the signal light is power-amplified and made incident into the 1 × M-type optical star coupler 11. The 1 × M optical star coupler 11 divides the power-amplified signal light into M equal parts, and outputs an arrow, 12-1, 12-2,
The output is distributed as 12-M. This is effective as a system for distributing the amplified signal light to a large number of terminals as described above.

【0050】図10もシステム応用例を示したものであ
り、テーパ型希土類元素添加マルチコアファイバ5を用
いて光アイソレータ機能をもった電力分配システムとし
て有効な構成である。この構成にしておけば例えば、分
配光取り出し端側からの反射光は、テーパ型希土類元素
添加マルチコアファイバ5内を伝搬することにより、コ
ア2以外へ放射され、入力端側へは戻ってこないような
構成となっている。
FIG. 10 also shows a system application example, which is an effective configuration as a power distribution system having an optical isolator function using a tapered rare earth element-doped multi-core fiber 5. With this configuration, for example, the reflected light from the distributed light extraction end side is radiated to other than the core 2 by propagating in the tapered rare earth element-doped multi-core fiber 5 and does not return to the input end side. Configuration.

【0051】なお図9及び図10において、光分波器1
0及び1×M型光スターカプラ11は光ファイバ構造の
もののほか、光導波路構造で構成してもよい。
9 and 10, the optical demultiplexer 1
The 0 and 1 × M-type optical star couplers 11 may have an optical fiber structure or an optical waveguide structure.

【0052】また図9,図10の構成において、希土類
元素添加マルチコアファイバ1(あるいはテーパ型希土
類元素マルチコアファイバ5)と1×M型光スターカプ
ラ11との間に、図11,図12に示すように光アイソ
レータ13を挿入すると、より安定した電力増幅を実現
することができる。
9 and 10, between the rare-earth-element-doped multi-core fiber 1 (or the tapered rare-earth-element multi-core fiber 5) and the 1 × M-type optical star coupler 11, shown in FIGS. When the optical isolator 13 is inserted as described above, more stable power amplification can be realized.

【0053】なお図9及び図10において、希土類元素
添加マルチコアファイバ1(あるいはテーパ型希土類元
素添加マルチコアファイバ5)と1×M型光スターカプ
ラの間に光分波器10を挿入し、残存している励起光を
取り除くようにすると、より低雑音の光増幅器を実現す
ることができる。また上記構成で、励起光の入射させる
位置は信号光の伝搬方向と同方向のいわゆる前方励起
(図9)の場合と、信号光の伝搬方向と逆方向のいわゆ
る後方励起(図示せず)のどちらでもよい。
In FIG. 9 and FIG. 10, the optical demultiplexer 10 is inserted between the rare earth element-doped multi-core fiber 1 (or the tapered rare earth element-doped multi-core fiber 5) and the 1 × M-type optical star coupler. By removing the pumping light, an optical amplifier with lower noise can be realized. Further, in the above configuration, the position where the pumping light is made to enter is so-called forward pumping (FIG. 9) in the same direction as the signal light propagation direction, and so-called backward pumping (not shown) in the direction opposite to the signal light propagation direction. either will do.

【0054】図11は本発明の光分配用1入力N出力
(N:9)の光増幅型カプラの実施例を示したものであ
る。これはガラス管14内に挿入された希土類元素添加
ファイバ束の入力側をテーパ状に延伸した構成として希
土類元素添加マルチコアファイバとし、出力側は延伸し
ない状態にした構成である。同図(a)はその正面図、
(b)は入力側の側面図、(c)は出力側の側面図をそ
れぞれ示したものである。入力側に通常の光ファイバ
(たとえばコア径10μm、クラッド径125μmのシ
ングルモード光ファイバ)を接続し、入力側の光ファイ
バより信号光と励起光を伝搬させると、出力側の希土類
元素添加ファイバ15−1〜15−9より増幅された大
電力の光信号がそれぞれとりだされる。ここで出力側の
希土類元素添加ファイバ15−1〜15−9のコア2の
径およびクラッド3の径は通常の光ファイバと接続し易
い値となるように選定される。また入力側の希土類元素
添加マルチコアファイバのコア2の集合体の径も通常の
光ファイバのコア径に見合った値に選定される。
FIG. 11 shows an embodiment of a 1-input N-output (N: 9) optical amplification type coupler for optical distribution according to the present invention. This is a configuration in which the input side of the rare-earth-element-doped fiber bundle inserted into the glass tube 14 is tapered and the input side is a rare-earth-element-doped multi-core fiber, and the output side is not drawn. FIG. 2A is a front view thereof,
(B) is a side view on the input side, and (c) is a side view on the output side. When a normal optical fiber (for example, a single mode optical fiber having a core diameter of 10 μm and a cladding diameter of 125 μm) is connected to the input side and signal light and pump light are propagated from the input side optical fiber, the output side rare earth element-doped fiber 15 High power optical signals amplified from -1 to 15-9 are respectively extracted. Here, the diameter of the core 2 and the diameter of the cladding 3 of the rare-earth element-doped fibers 15-1 to 15-9 on the output side are selected so as to be easily connected to an ordinary optical fiber. Also, the diameter of the aggregate of the cores 2 of the input-side rare-earth element-doped multi-core fiber is selected to a value corresponding to the core diameter of the ordinary optical fiber.

【0055】本発明は上記実施例に限定されない。まず
希土類元素添加マルチコアファイバの寸法、材料は特に
限定されず、広い範囲から選ぶことができる。たとえば
上記ファイバはシングルモード伝送用以外に、V値が
2.405以上のマルチモード伝送用のものであっても
よい。材料もSiO2 系以外に、ボロシリケート系、フ
ッ化物系、リン酸塩系、アルカリ系ガラスなどでもよ
い。
The present invention is not limited to the above embodiment. First, the dimensions and materials of the rare-earth element-doped multi-core fiber are not particularly limited, and can be selected from a wide range. For example, the fiber may be for multi-mode transmission having a V value of 2.405 or more, in addition to for single-mode transmission. The material may be borosilicate-based, fluoride-based, phosphate-based, alkali-based glass or the like in addition to the SiO 2 -based material.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明は次のような効果を有する。The present invention has the following effects.

【0057】第1の発明のように、複数個設けたコアの
個数をN個とすると、クラッド内のコアの数量が従来に
比べてN倍に増えている。従って、信号光の電力が+1
0dBm以上になっても増幅度の低下はなく大きく増幅
された光電力を出力側に得ることができる。しかも、N
個で構成したマルチコア集合体の中の中心部のコアの希
土類元素の添加量を最も多くし、中心から上記集合体の
外周に離れるにつれて希土類元素の添加量を少なくする
ように構成すれば、光ファイバ内を伝搬する励起光の光
電力が最大領域に希土類元素の添加量が最も多く、励起
光の光電力が弱い領域では希土類元素の添加量が少ない
ので、励起光は効率良く光増幅器用として寄与し、結果
的に大電力増幅を実現することができる。
Assuming that the number of cores provided is N as in the first invention, the number of cores in the cladding is increased N times as compared with the conventional case. Therefore, the power of the signal light is +1
Even if it becomes 0 dBm or more, the amplification degree does not decrease and large amplified optical power can be obtained at the output side. And N
If the configuration is such that the addition amount of the rare earth element in the core at the center of the multi-core assembly composed of individual pieces is the largest, and the addition amount of the rare earth element is reduced as the distance from the center to the outer periphery of the assembly increases, The region where the optical power of the pumping light propagating in the fiber is the highest, the amount of rare earth element added is the largest in the region where the optical power of the pumping light is weak, and the amount of the rare earth element added is small in the region where the optical power of the pumping light is weak. This contributes to high power amplification.

【0058】第2の発明のように、それぞれのコアの中
の少なくとも1つのその屈折率を異ならせた構成にした
ことを特徴としているので、たとえば、第7の発明のよ
うに、N個で構成されたマルチコア集合体の中の中心部
のコアの屈折率を一番高くし、中心から上記集合体の外
周に離れるにつれてコアの屈折率を少し低くすることに
より、励起光および信号光のマルチコア内への閉じ込め
を強くすることができる。これにより、励起光が効率良
く光増幅器用として寄与し、大電力増幅を実現すること
ができる。
As described in the second invention, at least one of the cores has a different refractive index. For example, as in the seventh invention, N cores are used. By increasing the refractive index of the core in the center of the configured multi-core aggregate and by slightly lowering the refractive index of the core away from the center toward the outer periphery of the aggregate, the multi-core of the excitation light and the signal light is increased. The confinement inside can be strengthened. As a result, the pump light efficiently contributes to the optical amplifier, and high power amplification can be realized.

【0059】第3の発明のように、N個で構成したマル
チコア集合体の外周をクラッドの屈折率よりも低い値を
もつリング状の低屈折率層で覆うことにより、励起光お
よび信号光をマルチコア内へさらに強く閉じ込めること
ができ、より大電力増幅を実現することができる。
As in the third aspect of the present invention, the outer periphery of a multi-core assembly composed of N pieces is covered with a ring-shaped low refractive index layer having a value lower than the refractive index of the cladding, so that the pumping light and the signal light are covered. It can be more strongly confined within the multi-core, and higher power amplification can be realized.

【0060】第4および第5の発明によれば、マルチコ
ア内への励起光および信号光の閉じ込めがさらに増し、
かつ、励起光の光電力分布に応じた希土類元素の添加量
分布をもたせることにより、励起効率を大幅に向上させ
ることができる。
According to the fourth and fifth inventions, the confinement of the pump light and the signal light in the multi-core is further increased,
In addition, by providing a rare earth element addition distribution according to the optical power distribution of the excitation light, the excitation efficiency can be greatly improved.

【0061】第6の発明によれば、N個で構成したマル
チコア集合体の中のそれぞれのコアの中の少なくとも1
つはその形状を異ならせたものであり、たとえば、マル
チコア集合体の中心のコア径を一番大きくし、その外周
にコア径の小さなコアを配置させれば、上記マルチコア
集合体を密集したほぼ円形状のマルチコア集合体を構成
することができる。すなわち、コア間のすき間を非常に
少なくすることにより、励起光および信号光をそれぞれ
のコア内に効率良く閉じ込めて伝搬させることができる
ようになる。
According to the sixth aspect, at least one of the cores in the multi-core aggregate composed of N pieces
One is that the shape is different, for example, if the core diameter of the center of the multi-core assembly is the largest and a core with a small core diameter is arranged on the outer periphery, the multi-core assembly is almost densely packed. A circular multi-core assembly can be formed. That is, by greatly reducing the gap between the cores, the pump light and the signal light can be efficiently confined and propagated in the respective cores.

【0062】第8の発明によれば、N個で構成したマル
チコア集合体内のそれぞれのコアを接触させて配置する
ことにより、信号光および励起光をコア内に効率良く閉
じ込めて伝搬させることができ、信号光の伝搬損失を低
く、かつ励起光を効率良くエネルギー変換し、信号光の
大電力増幅に寄与させることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the signal light and the pump light can be efficiently confined and propagated in the core by arranging the respective cores in the multi-core aggregate composed of N pieces in contact with each other. In addition, it is possible to reduce the propagation loss of the signal light, efficiently convert the energy of the pump light, and contribute to the high power amplification of the signal light.

【0063】第9の発明によれば、それぞれのコアの外
周を低屈折率の被覆用クラッドで被覆することにより、
それぞれのコア内への光の閉じ込めが強くなり、また被
覆用クラッドとクラッドとの界面不整による散乱損失の
低減を図ることができる。
According to the ninth aspect, by coating the outer periphery of each core with a cladding for coating having a low refractive index,
Light confinement in each core is enhanced, and scattering loss due to irregularity in the interface between the cladding for cladding and the cladding can be reduced.

【0064】第10の発明によれば、入力側から出力側
に向けてテーパ状に火口径化した構造のテーパ型希土類
元素添加マルチコアファイバとすることにより、出力側
から反射した光を入力側に戻ってくるのを抑圧すること
ができる。すなわち、光アイソレータ機能をもつので、
光ファイバ増幅器を構成する上で極めて有利なファイバ
構造である。
According to the tenth aspect of the present invention, the light reflected from the output side is reflected on the input side by forming the tapered rare earth element-doped multi-core fiber having a tapered diameter from the input side to the output side. You can suppress returning. That is, since it has an optical isolator function,
This is a very advantageous fiber structure for constituting an optical fiber amplifier.

【0065】第11の発明によれば、光ファイバの長手
方向に沿って大口径からテーパ状に細くなり細径部を経
て再びテーパ状に大口径とすることにより、これ自身で
N入力N出力の光スターカプラを構成することができ
る。しかも励起光を伝搬させることにより、光増幅機能
をもたせることができる。
According to the eleventh aspect, the optical fiber is tapered from a large diameter to a tapered shape along the longitudinal direction of the optical fiber, and is again tapered to a large diameter through a small diameter portion. Of the optical star coupler can be configured. Moreover, by propagating the excitation light, an optical amplification function can be provided.

【0066】第12の発明によれば、1入力N出力の光
増幅機能をもった光スターカプラを実現することができ
る。
According to the twelfth aspect, an optical star coupler having an optical amplification function of 1 input and N outputs can be realized.

【0067】第13の発明によれば、高利得に増幅され
た信号光をたくさんの端末側へ電力分配するシステムを
より経済的かつ簡易構成で実現することができる。
According to the thirteenth aspect, a system for distributing the power of the signal light amplified to a high gain to many terminals can be realized with a more economical and simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の希土類元素添加マルチコアファイバの
実施例説明図。
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of a rare earth element-doped multi-core fiber according to the present invention.

【図2】本発明の希土類元素添加マルチコアファイバの
実施例説明図。
FIG. 2 is an explanatory view of an embodiment of the rare earth element-doped multi-core fiber of the present invention.

【図3】本発明の希土類元素添加マルチコアファイバの
実施例説明図。
FIG. 3 is an explanatory view of an embodiment of the rare earth element-doped multi-core fiber of the present invention.

【図4】本発明の希土類元素添加マルチコアファイバの
実施例説明図。
FIG. 4 is an explanatory view of an embodiment of the rare earth element-doped multi-core fiber of the present invention.

【図5】本発明の希土類元素添加マルチコアファイバの
実施例説明図。
FIG. 5 is an explanatory view of an embodiment of the rare earth element-doped multi-core fiber of the present invention.

【図6】本発明の希土類元素添加マルチコアファイバの
実施例説明図。
FIG. 6 is an explanatory view of an embodiment of the rare earth element-doped multi-core fiber of the present invention.

【図7】本発明の希土類元素添加マルチコアファイバの
実施例説明図。
FIG. 7 is an explanatory view of an embodiment of the rare earth element-doped multi-core fiber of the present invention.

【図8】本発明のテーパ型希土類元素添加マルチコアフ
ァイバの実施例説明図。
FIG. 8 is an explanatory view of an embodiment of the tapered rare earth element-doped multi-core fiber of the present invention.

【図9】本発明システム応用の実施例説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram of an embodiment of application of the system of the present invention.

【図10】本発明システム応用の実施例説明図。FIG. 10 is an explanatory view of an embodiment of application of the system of the present invention.

【図11】本発明システム応用の実施例説明図。FIG. 11 is an explanatory view of an embodiment of application of the system of the present invention.

【図12】従来例を示す説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 希土類元素添加マルチコアファイバ 2 コア 3 クラッド 4 低屈折率層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rare earth element doped multi-core fiber 2 Core 3 Cladding 4 Low refractive index layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C03B 37/012 C03B 37/012 A H01S 3/094 H01S 3/094 S ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication // C03B 37/012 C03B 37/012 A H01S 3/094 H01S 3/094 S

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】低屈折率のクラッド内に、希土類元素を含
んだ高屈折率のコアを複数個設け、該それぞれのコアの
中の少なくとも1つは希土類元素の添加量が異なってい
ることを特徴とする希土類元素添加マルチコアファイ
バ。
A plurality of high-refractive-index cores containing a rare-earth element are provided in a low-refractive-index cladding, and at least one of the cores has a different amount of the rare-earth element added. Characterized rare earth element-doped multi-core fiber.
【請求項2】低屈折率のクラッド内に、希土類元素を含
んだ高屈折率のコアを複数個設け、該それぞれのコアの
中の少なくとも1つは屈折率の値が異なっていることを
特徴とする希土類元素添加マルチコアファイバ。
2. A method according to claim 1, wherein a plurality of cores having a high refractive index containing a rare earth element are provided in a cladding having a low refractive index, and at least one of the cores has a different refractive index value. Rare earth element doped multi-core fiber.
【請求項3】低屈折率のクラッド内に、希土類元素を含
んだ高屈折率のコアを複数個クラッドの中央部付近に集
中させて分布させ、そのコアの集中している領域の外周
にクラッドの屈折率よりも低い値をもつリング状の低屈
折率層を設けたことを特徴とする希土類元素添加マルチ
コアファイバ。
3. A plurality of high-refractive-index cores containing a rare-earth element are concentrated and distributed in the vicinity of a central portion of the clad in the low-refractive-index cladding, and the outer periphery of the region where the cores are concentrated is provided. Characterized in that a ring-shaped low refractive index layer having a value lower than the refractive index is provided.
【請求項4】コアの中の少なくとも1つは希土類元素の
添加量が異なっていることを特徴とする請求項3記載の
希土類元素添加マルチコアファイバ。
4. The rare-earth element-doped multi-core fiber according to claim 3, wherein at least one of the cores has a different amount of rare-earth element added.
【請求項5】コアの中の少なくとも1つは屈折率の値が
異なっていることを特徴とする請求項3記載の希土類元
素添加マルチコアファイバ。
5. The rare-earth element-doped multi-core fiber according to claim 3, wherein at least one of the cores has a different refractive index value.
【請求項6】低屈折率のクラッド内に、希土類元素を含
んだ高屈折率のコアを複数個設け、該それぞれのコアの
中の少なくとも1つはその形状が異なっていることを特
徴とする希土類元素添加マルチコアファイバ。
6. A plurality of high refractive index cores containing a rare earth element are provided in a low refractive index cladding, and at least one of the cores has a different shape. Rare earth doped multi-core fiber.
【請求項7】希土類元素添加マルチコアファイバの中心
のコアの屈折率が一番高い値を有していることを特徴と
する請求項2記載の希土類元素添加マルチコアファイ
バ。
7. The rare earth element-doped multi-core fiber according to claim 2, wherein the refractive index of the core at the center of the rare earth element-doped multi-core fiber has the highest value.
【請求項8】それぞれのコアは接触していることを特徴
とする請求項1から請求項7記載のいずれかの希土類元
素添加マルチコアファイバ。
8. The rare-earth element-doped multi-core fiber according to claim 1, wherein the respective cores are in contact with each other.
【請求項9】それぞれのコアの外周を低屈折率の被覆用
クラッドで被覆されていることを特徴とする請求項1か
ら請求項7記載のいずれかの希土類元素添加マルチコア
ファイバ。
9. The rare-earth element-doped multi-core fiber according to claim 1, wherein the outer periphery of each core is coated with a cladding for coating having a low refractive index.
【請求項10】クラッド及びコアを、その入力側から出
力側に向けてテーパ状に大口径化させたことを特徴とす
る請求項1から請求項9記載のいずれかの希土類元素添
加マルチコアファイバ。
10. The rare-earth element-doped multi-core fiber according to claim 1, wherein the cladding and the core are tapered from the input side to the output side so as to have a large diameter.
【請求項11】希土類元素添加マルチコアファイバの長
手方向に沿ってその外径が太い径からテーパ状に細くな
り、伝搬モードを結合させた細径部を経て、再びテーパ
状に太くなるように構成された請求項1から請求項9記
載のいずれかの希土類元素添加マルチコアファイバ。
11. A structure in which the outer diameter of a rare-earth element-doped multi-core fiber is tapered from a large diameter to a tapered shape along a longitudinal direction, and is again tapered through a small-diameter portion coupled with a propagation mode. The rare-earth element-doped multi-core fiber according to any one of claims 1 to 9.
【請求項12】入力側は請求項1から請求項9記載のい
ずれかの希土類元素添加マルチコアファイバであり、入
力側から出力側に進むにつれてそれぞれのコアがそれぞ
れ円形状のクラッド内に設けられた構造に変換された構
造の入力側が一つで、出力側がマルチコアの数だけでの
希土類元素添加ファイバからなる光分配用1入力N出力
(N>2)のカプラ。
12. The input side is the rare earth element-doped multi-core fiber according to any one of claims 1 to 9, wherein each core is provided in a circular clad as going from the input side to the output side. A one-input N-output (N> 2) coupler for light distribution, comprising one input side and a multi-core rare-earth element-doped fiber in the converted structure.
【請求項13】請求項1から請求項11記載のいずれか
の希土類元素添加マルチコアファイバの入力側に光分波
器を接続して信号光と励起光を上記ファイバ内へ伝搬さ
せ、出力側に光スターカプラを接続して信号光を分配さ
せるようにしたことを特徴とする光分配用光ファイバ増
幅器。
13. An optical demultiplexer is connected to the input side of the rare-earth element-doped multi-core fiber according to any one of claims 1 to 11, to propagate signal light and pump light into the fiber, and to the output side. An optical fiber amplifier for optical distribution, wherein an optical star coupler is connected to distribute signal light.
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